MIT 团队获得 ARPA-H 资助开发了名为 PYTHIA 的可穿戴监测设备,该项目旨在开发一种非侵入式贴片,用于实时监测心衰和脓毒症的生物标志物。该设备计划利用体热供电,通过先进的微电子技术和生物传感原理,在体液中检测极低浓度的生物标志物。
**技术原理与核心技术融合:**
1. **生物传感与微电子技术应用:** 该系统通过在皮肤下的间质液中测量生物标志物。为了实现检测,系统会执行一种化学反应,使与生物标志物结合的化学物质更容易被识别。其中,先进的微电子元件负责进行测量,以达到临床应用的足够灵敏度。这体现了半导体微电子技术在生物传感领域的应用。
2. **数据处理与人工智能:** 由于设备会持续进行测量并积累大量数据,PYTHIA 将集成片上人工智能(on-chip AI)模型,用于将原始数据转化为对临床医生有用的信息。
3. **能源与可穿戴性:** 该贴片设计为非侵入式,并计划由患者体热供电,确保了其可穿戴性和低功耗特性。
**从科研到临床转化的路径:**
该项目强调了构建一个从前沿研究到临床应用的完整生态系统。研究人员指出,其目标不仅仅是领先的科研,更重要的是为设备进入临床提供一条路径。项目团队的计划流程包括:
1. **组件开发与测试:** 首先,团队将开始开发和测试用于微小、低功耗芯片的电子元件。
2. **临床前与临床试验:** 随后,计划将可穿戴设备推进到临床前和临床试验阶段。
3. **商业化规模化:** 最终目标是使设备能够实现商业规模的制造和应用。
研究团队在推进过程中,与临床和工业合作方紧密合作,这些合作方具备直接的实践约束、监管环境和临床需求经验,这被视为推动科研成果转化为实际医疗设备的关键环节。该项目本身就源于 MIT 的“健康科学与半导体计划”(HS+S),该计划专注于利用半导体技术和纳米技术来发明诊断、治疗和药物发现等领域的变革性方法。